Konsol Plakaların Yerel Burkulma Analizi ve Malzeme Doğrusal Olmayan Analizi Kullanılarak Kararlılığı (AISC)
AISC 360'a göre birleşimler tasarlanırken, J.4. bölümü; plakalar, köşe plakaları, köşebentler ve konsollar gibi birleşimlerdeki eleman ve bağlantı elemanları için formüller belirlemektedir. Geleneksel tasarım yöntemi, yapısal elemanların dayanımını hesaplamak için matematiksel denklemler kullanır.
En yaygın koşullar için doğru denklemler geliştirilmiş olsa da bazı birleşim elemanları için yalnızca ampirik veya yarı-ampirik denklemler mevcuttur. Ancak uygun modelleme teknikleriyle, birleşimler aşağıdakiler göz önünde bulundurularak sonlu eleman modelleriyle tasarlanabilir:
- Dayanımın doğru tahmini için malzeme doğrusal olmayan analizi (MNA).
- Doğrusal burkulma analizi (LBA), birleşimlerin ideal elastik burkulma davranışı hakkında bilgi sağlayabilir.
- LBA'da ikinci mertebe etkileri, elastik olmayan malzeme davranışı, geometrik kusurlar ve artık gerilmeleri dahil etmek için geometrik doğrusal olmayanlıklar (GMNIA).
Araştırma; 86 deneysel numuneden elde edilen deneysel verileri, 15.th AISC el kitabının tasarım yöntemi kullanılarak yapılan elle hesaplamaları ve sonlu elemanlar yöntemini kapsamaktadır.
Sonuçlar:
- 86 numune için, 15. Baskı AISC El Kitabı'ndaki tasarım yöntemi muhafazakâr kalmıştır.
- Sonuçlar, MNA ile LBA'nın birleştirilmesiyle sonlu elemanlar yöntemiyle doğru sonuçların elde edilebildiğini göstermiştir.
- Burkulmanın önlenmesi için, LBA'ya dayalı kritik yük Pel'in, LRFD tasarımı için 4Pr'ye ve ASD tasarımı için 6Pr'ye eşit veya daha büyük olması gerekmektedir.
- Konsol birleşiminin bir tasarım örneği, elle hesaplamalar ve sonlu eleman analizi kullanılarak sunulmaktadır.
Yazar: Bo Doswell, PE, Ph.D.
Şirket: ARC International, LLC
Tarih: 26 Ağustos 2022
Yazar hakkında:
Bo Dowswell çelik sektöründe 1985 yılında detay çizeri olarak çalışmaya başlamıştır. O tarihten bu yana Auburn University ve The University of Alabama at Birmingham'dan lisans, yüksek lisans ve doktora derecelerini almıştır. Profesyonel bir mühendis olarak tasarım pratiği çelik yapılara odaklanmaktadır. Hâlihazırda hem bir tasarım firması olan SDS Consulting'in hem de araştırma ve danışmanlık alanında uzmanlaşmış ARC International'ın müdürüdür. Bo Dowswell aynı zamanda The University of Alabama at Birmingham'da öğretim üyesi olup araştırma ve öğretim faaliyetleri çelik birleşim tasarımı üzerine yoğunlaşmaktadır. Bunun yanı sıra AISC Steel Solutions Center için danışmanlık hizmetleri sunmaktadır.
Bo Dowswell, AISC Tasarım Kılavuzu 33, Eğri Eleman Tasarımı'nın yazarıdır ve çelik tasarım üzerine düzenli olarak teknik makaleler yayımlamaktadır. Köşe plakaları üzerindeki araştırma ve yayınları nedeniyle 2020 AISC T. R. Higgins Lectureship Ödülü'nü kazanmıştır. Şartnameler Komitesi, El Kitapları Komitesi, Araştırma Komitesi ve Endüstriyel Binalar ve Bina Dışı Yapılar Görev Grubu dahil olmak üzere çeşitli AISC komitelerinin üyesidir. Bo Dowswell aynı zamanda Yapısal Kararlılık Araştırma Konseyi'nin de üyesi olup faaliyetleri ağırlıklı olarak birleşim elemanı ve kiriş kararlılığıyla ilgilidir.